【正文】 兆以太網(wǎng)信號的傳輸，這樣和現(xiàn)在已建成的各種網(wǎng)絡(luò)都可以兼容，因此 DWDM 既可以保護已有的設(shè)資，還可以以其巨大帶寬為 ISP 和電信公司提供了功能更強的主干網(wǎng)，并使寬帶成本更低和訪問性更強，這對 VoIP 解決方案的帶寬要求提供強有力的支持。光接入網(wǎng)從廣義上講包括光數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)和無源光網(wǎng)絡(luò)兩類。特別是近年 ITU 提出以 ATM為基礎(chǔ)的無源光網(wǎng)絡(luò)（ APON），將 ATM 與無源光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢互補，接入速率可達 622M bit/s，對寬帶IP 多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展十分有利，且能減少故障率和節(jié)點數(shù)目，擴大覆蓋范圍。 ADSL（ Asymmetrical Digital Loop）獨享接入寬帶， 充分利有現(xiàn)有電話網(wǎng)，提供非對稱的傳輸速率，用戶側(cè)的下載速率可以達到 8 Mbit/s，用戶側(cè)的上載速率可以達到 1M bit/s。這使多媒體 PC 能夠廣泛應(yīng)用，并提高了受 CPU 功率限制的系統(tǒng)功能的性能。 1. ITUT 國際電聯(lián)是世界是制定通信標(biāo)準(zhǔn)最具有權(quán)威性和影響力的組織， ITUT 第 16研究組制定的 協(xié)議已經(jīng)提到計算機業(yè)和傳統(tǒng)電信業(yè)的廣泛支持，目前， v2 已經(jīng)完成，并已經(jīng)開始 v2 的研究的制定工作。 圖 13 第一階段 IP網(wǎng)到電路交換網(wǎng)的示意圖 第二階段的重點是電路交換網(wǎng)到 IP網(wǎng)，即 PSTN/ISDN、 GSM 中的用戶向 IP網(wǎng)中的一個用戶發(fā)起呼叫，其關(guān)鍵是如何將 E164 地址轉(zhuǎn)換成 IP 地址，示意圖如圖 14所示。 IMTC 目前與 ETSI TIPHON 合作重點研究互通問題，以保證設(shè)備的互操作性； IETF 中的 IPTEL、 PINT、 MEGACO 等研究組正在進行 IP 電 話方面廠家，主要研究 IP電話的新協(xié)議（如 MGCP、 SIP 等）、 IP電話網(wǎng)與 PSTN和 IN 的互通等。 1986年 6 月， ITXC、朗訊和 VocalTec宣布開發(fā)可以在 ITXC網(wǎng)絡(luò)上互通產(chǎn)品，并于 1998年 11月向人們公開了產(chǎn)品規(guī)范，目前已經(jīng)公布第二版的規(guī)范書，這一舉動引起了許多廠家，標(biāo)準(zhǔn)化組織的電信 公司的關(guān)注。據(jù)專家介紹，只有端到端延遲降低到 400 毫秒以下，將丟包率降低到 5%8%，才能使 IP電話與傳統(tǒng)電話相媲美，實現(xiàn) 收費質(zhì)量 的語音業(yè)務(wù)，而且必須 自始至終保證這兩項指標(biāo)。經(jīng)過較長時間的討論與發(fā)展?？磥恚ㄓ薪?jīng)過漫長、艱苦的變革， VOIP 才能成為下一代電信基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的核心。節(jié)省費用只是 IP電話眾多優(yōu)點中的一小部份，但在目前 IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施階段， 設(shè)備成本才基本電話功能的可用性促成了 IP電話替代傳統(tǒng)電話的最初應(yīng)用。目前，各廠商的 IP電話還不能完全互能，如不能解決這個問題， IP電話的發(fā)展必將大打折扣。當(dāng)然，開放、靈活的同時會給 IP 網(wǎng)絡(luò)的管理、集成測試、驗證等帶來非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，作為開放的環(huán)境必然會帶來開放的競爭推動技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造。隨著數(shù)據(jù)和語音的綜合，從數(shù)據(jù)領(lǐng)域遺留下來的這一問題便會成為不利的包袱，并且成為運營商環(huán)境中的長期障礙。 VoIP 基本概念 (5): 協(xié)議簡介 在傳統(tǒng)電話系統(tǒng)中，一次通話從建立系統(tǒng)連接到拆除連接都需要一定的信令來配合完成。 制定了無 QoS（服務(wù)質(zhì)量）保證的分組網(wǎng)絡(luò) PBN（ packet Based Networks）上的多媒體通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，這些分組網(wǎng)絡(luò)主宰了當(dāng)今的桌面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基于 TCP/IP、 IPX分組交換的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、 FDDI 技術(shù)。若和其它的 IP技術(shù)如 IETF 的資源預(yù)留協(xié)議 RSVP 相結(jié)合，就可以實現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信。 可提供 PBN與別的網(wǎng)絡(luò)之間進行多媒體通信的互連互通標(biāo)準(zhǔn)。 從整體上來說， 是一個框架性建設(shè)，它涉及到終端設(shè)備、視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸、通信控制、網(wǎng)絡(luò)接口方面的內(nèi)容，還包括了組成多點會議的多點控制單元（ MCU）、多點控制器（ MC）、多點處理器（ MP）、網(wǎng)關(guān)以及關(guān)守等設(shè)備。其中終端、網(wǎng)關(guān)、多點控制單元（ MCU）是 中的終端設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)中的邏輯單元。 圖 61 的體系結(jié)構(gòu) 二、 終端的組成 為基于網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)定義了四個主要的組件：（ Terminal）、網(wǎng)關(guān)（ Gageway）、關(guān)守（ Gagekeeper）、多點控制單元（ MCU）。它將是下一代因特網(wǎng)電話、音頻會議終端和視頻會議技術(shù)的主 要標(biāo)準(zhǔn)。所采用的標(biāo)準(zhǔn) 為 ITUT 的 ，它提供 兩種碼率，采用線性預(yù)測綜合分析編碼方法，分別使用代數(shù)碼本激勵線性預(yù)測和多脈沖最大似然量化，從而各自獲得編碼復(fù)雜度和質(zhì)量的優(yōu)化。 z 層：將視頻、音頻、控制等數(shù)據(jù)格式化并發(fā)送，同時從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。其中系統(tǒng)控制協(xié)議包括 、 、和 ， 和 RTP/RTCP 是 。 終端應(yīng)由對本身所具有的音頻編解碼能力進行非對稱操作。數(shù)據(jù)會議功能也是可選的，其標(biāo)準(zhǔn)是多媒體會議數(shù)據(jù)協(xié)議 。在 終端中 的其它可選組件是圖像編解碼器、 數(shù)據(jù)會議協(xié)議以及 MCU 功能。另外，在分組網(wǎng)絡(luò)端和電路交換網(wǎng)絡(luò)端之間，網(wǎng)關(guān)還執(zhí)行語音和圖像編解碼器轉(zhuǎn)換工作，以及呼叫建立和拆除工作。當(dāng)系統(tǒng)中存在 關(guān)守時，其必須提供以下四種服務(wù)地址：地址翻譯、帶寬控制、許可控制與區(qū)域管理功能。 多點控制單 元支持三個以上節(jié)點設(shè)備的會議，在 ，一個多點控制單元由一個多點控制器 MC和幾個多點處理器 MP 組成，但可以不包含 MP。 MP 對音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進行混合、切換和處理。為進行語音壓縮， 終端必須支持 語音標(biāo)準(zhǔn)，傳送和接收 A 律和 u 律。 視頻編解碼器在視頻源處將 視頻信息進行解碼傳輸，在接收端進行解碼顯示。當(dāng)支持?jǐn)?shù)據(jù)會議時，數(shù)據(jù)會議可出現(xiàn)協(xié)同工作，如白板、應(yīng)用共享、文件傳輸、靜態(tài)圖像傳輸、數(shù)據(jù)庫訪問、音頻圖像會議等。這些功能包括呼叫控制（建立與拆除）、通力切換、命令和指示信令以及用于開放和描述邏輯信道內(nèi)容的報文等。另外，它還完成邏輯幀、順序編號、糾錯與 檢錯功能。 將可靠的 TCP用于 控制信道、 數(shù)據(jù)信道，呼叫信令信道。 IP多播是以 UDP 方式進行不可靠多點廣播傳輸?shù)膮f(xié)議。 RTCP 監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng) 上傳送的信息，并定期將包含服務(wù)質(zhì)量信息的控制信息包發(fā)分給所有通信節(jié)點。 適用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)，其中包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。 試圖把 擴展到無質(zhì)量保證的局域網(wǎng)中，通過使用強大的認(rèn)可控制會議控制，使一個專門會議的參加者從幾人到幾千人。正因為如此，發(fā)現(xiàn)（ discovery）和注冊 (registion)結(jié)構(gòu)都包含了一個 ，它提供了 應(yīng)用版本的年限。非標(biāo)準(zhǔn)信息用來在兩個終端之間相通知其年限及非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。開始一個呼叫一般必須首先發(fā)送一個認(rèn)可請求消息，接著發(fā)送一個初始建立消息，這個過程以收到連接消息為結(jié)束。錯誤隱藏和其它一些信息是用來處理發(fā)生丟包的情況。 傳輸?shù)刂?，在不同?RTP 實例當(dāng)中發(fā)送和接收音頻、視頻數(shù)據(jù)，以確保不同媒體幀的序列號和每種媒體的服務(wù)質(zhì)量。在終端與終端的呼叫信號傳輸中，每個終端都可以打開或關(guān)閉可靠呼叫信號通道。如果由于傳輸層的某個原因使得可靠的連接被斷開，這個連接必須重建，此次呼叫不認(rèn)為是失敗。在一個會議中，一個終端甚至可以同時打開多種類型的通道，例如，同時打開兩個音頻通道來得到立體聲效果。為了解決這個問題，終端必須判斷誰是主終端，誰是從終端，主從叛別過程用來判斷哪個終端是主終端，哪個是從終端。終端不需具備所有的能力，對于不能理解的要求可以不予理睬。發(fā)送性能給接收方提供了操作方式的選擇集，接收方可以從中選擇某種方式。性能消息描述的不僅僅是終端具有的固有能力，還描述了它可以同時具有哪些模型。 邏輯通道信號過程確保在邏輯通道打開時，終端就具有接收和解碼數(shù)據(jù)的能力。接收方可以向傳送方請求關(guān)閉邏輯通道，傳送方可以接受請求，也可以拒絕請求。環(huán)型延時判別就是用來測試環(huán)型延時的，它還可以用來測試遠方終端是否存在。 協(xié)議規(guī)定，音頻和視頻分組必須被封裝在實時協(xié)議 RTP 中，并通過發(fā)送端和接收端的一個 UDP 的 Socket對來進行承載。 VoIP 基本概念 (6):SIP 協(xié)議概述 SIP是由 IETF提出來的一個應(yīng)用控制（信令）協(xié)議。 SIP 中有客戶機和服務(wù)器之分。共有四類基本服務(wù)器： 在轉(zhuǎn)發(fā)請求之前，它可以改寫原請求消息中的內(nèi)容。注冊服務(wù)器：它接收客戶機的注冊請求，完成用戶地址的注冊。 SIP 在設(shè)計上充分考慮了對其它協(xié)議的擴展適應(yīng)性。 SIP 本身含有向注冊服務(wù)器注冊的功能 ，也可以利用其它定位服務(wù)器 DNS、 LDAP 等提供的定位服務(wù)來增強其定位功能。通過 SIP 代理建立呼叫的例子如圖 68 所示。但 是一個相對復(fù)雜的協(xié)議?；谖谋镜木幋a意味著頭域的含義是一目了然的，如 From、 To、 Subject 等域名。而 SIP 設(shè)計上就為分布式的呼叫模型，具有分布式的組播功能，其組播功能不僅便于會議控制，而且簡化了用戶定位、群組邀請等，并且能節(jié)約寬帶。只要充分利用SIP已定義的頭域（如 Contact頭域），并對 SIP 進行簡單的擴展（如增加幾個域），就可以實現(xiàn)這些業(yè)務(wù)。通過這三條信道的協(xié)調(diào)才使得 的呼叫得以進行，呼叫建立時間很長。而 SIP 獨立于低層協(xié)議，一般使用UDP 等無法連接的協(xié)議，用自己信用層的可靠性機制來保證消息的可靠傳輸。 VoIP 基本概念 (7):語音編碼器 本章綜述在 IP語音技術(shù)（ VOIP）中常用的編碼解碼器（ codess）。 一、 語音編碼器的功能 語音編碼器的主要功能就是把用戶語音的 PCM（脈沖編碼調(diào)制）樣值編碼成少量的比特（幀）。波形編碼器會盡可能構(gòu)出包括背景噪單在內(nèi)的模擬波形。 聲碼器（ vocoder）不會再生原始波形。在電話系統(tǒng)中使用聲碼器，語音質(zhì) 量不夠好。激勵信號就是由輸入的語音信號導(dǎo)出的，其方法是使合成語音與輸入語音的差別非常小。傳統(tǒng)的PCN語音在比特率小于 32 Kbps，語音質(zhì)量會嚴(yán)重惡化，在這里就不討論 PCN 了。 矢量量化和碼激勵線性預(yù)測 一種較好的方法就是用預(yù)測存儲的最優(yōu)參數(shù)（碼元矢量）的碼本對輸入語音信號的表示矢量進行編碼，這種技術(shù)稱為矢量量化（ VQ， vector quantization）。 三、線性預(yù)測合成分析編碼器 最常用的比特率在 ~16 kbps之間的語音編碼 器是基于模型編碼器的，這些編碼器都是線性預(yù)測合成分析（ LPAS）方法。 前向自適應(yīng) LPAS編碼器： 8kbps 與 編碼器 在前向自適應(yīng)的 AbS 編碼器中，預(yù)測濾波器的系數(shù)和增益是顯示傳送 的。因此，在背景噪音和音樂環(huán)境下， LPAS 編碼器的質(zhì)量比 和 的編碼器的質(zhì)量要差一些。在這種 適應(yīng)中，由于視頻編碼時延通常大于語音編碼時延，因此對時延的要求不是很嚴(yán)格。 編碼器首先對語音信號進行傳統(tǒng)電話帶寬的波濾（基于 ），再對語音信號用傳統(tǒng)的 8000Hz速率進行抽樣（基于 ），并變換成位的線性 PCM碼作作為該編碼器的輸入。主速率編碼器使用多脈沖最大自然量化（ MPMLQ），低速率編碼器使用代數(shù)碼激勵線性預(yù)測（ ACELP， AlgebraicCodeExcited LinearPrediction）方法。對每個子幀，用未經(jīng)處理的輸入信號計算 LPC 濾波器。 解碼器的處理也是基于幀的，解碼過程如下（ 算法摘要）： 在電話網(wǎng)中，多年來對模擬語音信號都是用時間分配語音插值（ TASI， TimeAssigned Speech Interpolation）主法進行處理。這些時隙和其它時隙一起在一個信道中進行時分復(fù)用。這些時延性能在互聯(lián)網(wǎng)中很重要，因為我們知道任何能減少時延的因素都是非常重要的。兩種編碼器都提供了對幀丟失和分組丟失的隱藏處理機制，因此在因特網(wǎng)上傳輸語音時，這兩種編碼器都是很好的選擇。 是LDCELP 編碼器，它一次只處理 5 個樣點。 CELP 中共有 1024 個可能的激勵矢量。 應(yīng)后置濾波器來提高其性能。這類編碼器是基于分析合成模型的，可用相當(dāng)少的參數(shù)表示語音信號。在背景噪音較大的情況下，由于輸入的語音信號不能根據(jù)其內(nèi)在的語音模型很好的建模，所以任何參數(shù)編碼器都將失敗。這會降低所需的存儲空間。目前，多媒體應(yīng)用中的大多數(shù)參數(shù)編碼器都不是標(biāo)準(zhǔn)的。 這個信道編碼器支持的比特率范圍從 kbps到 kbps。每次的系統(tǒng)控制信號無論是改變 ，這個算法都會使信道編碼器適應(yīng)于新的語音業(yè)務(wù)配置。 五、編碼器評價 評估編碼器的性能時要考慮幾個重要因素。本 介紹的編碼器都是一次處理一幀。它通常簡單計入幀時延。前視的想法是為了利 用相鄰語音幀之間的密切相關(guān)性。 因此，為實現(xiàn)上述的編解碼器處 理所需求 MISP，通用處理器要比專用 DSP處理器大。這個時間是指編碼器的緩存及處理時間，稱為單向系統(tǒng)時延。 六、語音編碼器的比較 為了標(biāo)準(zhǔn)編碼器的討論作個總結(jié)，表 41[RUDK97]對幾種編碼器的比特率、 MOS、復(fù)雜性（以 G .711 為基準(zhǔn)）和時延（幀大小及前視時間）作為比較。 VoIP 基本概念 (9):回聲消除技術(shù) 一、 因特網(wǎng)語音通信中回聲的特點 與傳統(tǒng)電話相比，因特網(wǎng)上進行語音的實時傳輸，有其致命的弱點，那就是語音質(zhì)量較